Les métaux conduisent la chaleur car ils ont des électrons libres dans leurs atomes. Lorsqu'un métal est soumis à de la chaleur, les électrons libres se déplacent, diffusant la chaleur aux atomes les plus proches. La chaleur est ensuite transférée dans tout le métal.
La conductivité thermique d'un métal dépend de trois facteurs : le nombre d'électrons libres d'un métal, la vitesse à laquelle les électrons peuvent se déplacer et la distance qu'ils peuvent parcourir avant de heurter un obstacle et de changer de trajectoire.
Un métal a un réseau d'atomes, chacun avec une enveloppe externe contenant des électrons qui se dissocient normalement de l'atome parent avant de traverser le réseau. Le groupe d'électrons libre et dissocié permet au métal de conduire la chaleur et le courant électrique. Lorsque le métal est chauffé ou qu'une tension électrique est appliquée, un champ électrique à l'intérieur du métal déclenche le mouvement des électrons, les faisant passer d'une extrémité à l'autre du conducteur.
Les électrons de métaux comme l'or, l'aluminium, l'argent et le cuivre peuvent dépasser des centaines d'atomes avant de se heurter à des obstacles qui les font changer de cap. Cela explique pourquoi certains métaux sont de meilleurs conducteurs de chaleur que d'autres métaux. Par exemple, dans les alliages, les électrons ne parviennent à glisser qu'à travers quelques atomes avant de se heurter à des obstacles.
